本实用新型专利技术公开了一种积分球装置和积分球系统，积分球装置包括本体，本体内部设置有球形空腔，还包括设置在本体上的连通外界和球形空腔的输入孔、设置有样品的测试孔以及安装有输出光探测器的输出孔，当积分球装置正常工作，输出孔处于最上端，测试孔处于最右端时，连接输入孔和球形空腔的球心的轴线和水平面的角度为5‑80°，优选为10‑30°，本体的外表面设置有供导轨Ⅰ滑动的平面，所述输入孔位于上述平面上，所述平面上设置有供导轨Ⅰ滑动的凹槽。本实用新型专利技术通过设有斜输入孔的积分球，使得转换测试模式时无需调整样品的角度，节约测试时间。
【技术实现步骤摘要】
一种积分球装置和积分球系统
本技术属于光学测试领域，具体是涉及到一种积分球装置和积分球系统。
技术介绍
现有的测试透射、反射率的方式是，制备样品后，将样品从溶液中取出，加载到测试仪上测试，存在将样品转移的过程，特别是在测试一些反应时间对样品透过率、反射率影响的试验中，需要先制备不同反应时间的样品，再进行测试。反应时间不同的同一系列样品需要制备多个，导致浪费样品制备时间和试剂成本。而且不同的样品之间可能存在试剂品质、用量和样品自身的差异，使实验的不确定性增加。申请号为201310498479.1的专利技术专利公开了一种用于光学系统镜片透过率和反射率检测的新系统，其工作原理为，白光光源发出的光线进入单色仪中，出射的单色光谱经球面反射镜形成平行光，经过旋转反射镜分光调制，将连续光辐射分成两路交变光脉冲，一路作为参考光束，另一路作为测量光束，再经过聚光镜耦合注入光纤。两束光交替进入积分球，经探测器转换输出两路交替变化的交变电信号，此信号经过信号分拣、锁相放大、A/D转换处理后，最终得到被试品的白光或光谱的透过率和反射率。但是在该测试系统中，测试样品被放置在积分球内，这就限制了样品的状态，不便于测试液态样品。此外，该测试系统中不含有遮光配件，为了排除外界光的影响，需要在暗室中或者暗箱中使用，且该检测系统的积分球和探测器的数量均较多，会带来成本的上升。此外，现有的积分球模块，例如日立UV4100分光光谱仪，在测试完透过率后，测试反射率之前需要打开机盖，将样品加载到积分球的另一个光口。由于两次测试中样品的固定方式和位置不一样，因此需要额外增加一次样品安装和调整配置时间，导致样品转移过程中，安装样品、调整配置耗时。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种设计简单，节约测试时间及成本，在反射率与透过率测试模式转换过程中可自动配置测试系统的积分球装置和积分球系统。本技术提供的积分球装置，包括本体和标准白板Ⅰ，本体内部设置有球形空腔，还包括设置在本体上的连通外界和球形空腔的输入孔、测试孔以及安装有输出光探测器的输出孔；当积分球装置正常工作，输出孔处于最上端，测试孔处于最右端时，连接输入孔和球形空腔的球心的轴线和水平面的角度为5-80°，优选为10-30°。本技术提供的积分球系统，包括光源装置、上述积分球装置、联动装置、样品架移动装置和输入光探测装置；所述联动装置包括电机、和电机的传动轴连接的导轨Ⅰ、固定在导轨Ⅰ上的连接杆以及用于遮挡测试孔的遮光板，所述导轨Ⅰ上设置有白板架Ⅰ，白板架Ⅰ上安装有标准白板Ⅰ；所述传动轴通过水平轴或者涡轮传动带动导轨Ⅰ移动，导轨Ⅰ移动的同时，带动标准白板Ⅰ和遮光板移动，这部分属于现有技术。所述遮光板优选设置在连接杆上。当标准白板Ⅰ不密封输入孔时，遮光板遮挡测试孔，光不能从外界穿过测试孔进入球形空腔；当标准白板Ⅰ密封输入孔时，遮光板不遮挡测试孔，光从外界穿过测试孔进入球形空腔；标准白板Ⅰ密封输入孔的意思是标准白板Ⅰ位于输入孔位置时，标准白板Ⅰ成为球形空腔的内壁的一部分。遮光板遮挡测试孔的意思是，光线被遮光板挡住，不能照射到测试孔。本技术优选将遮光板和标准白板Ⅰ的位置进行直接的联动，调整好标准白板Ⅰ的移动进程以及遮光板的高度，可以很方便的实现上述目的。所述样品架移动装置位于遮光板和测试孔之间，包括电机、和电机的传动轴连接的导轨Ⅱ以及设置在导轨Ⅱ上的白板架Ⅱ和样品架，所述白板架Ⅱ安装有标准白板Ⅱ。优选的，所述输入光探测装置包括半透半反镜以及检测透过半透半反镜的光线的输入光探测器，用于检测输入光的光强。优选的，所述光源装置包括光源、半透半反镜和全反射镜，所述光源发出的光穿过半透半反镜后，分成两束光，两束光在全反射镜的作用下分别进入输入光探测装置和积分球装置，从而保证输入光探测装置检测到的光强就是进入积分球装置内的光的光强。优选的，所述本体的外表面设置有供标准白板Ⅰ滑动的平面，所述输入孔位于上述平面上。标准白板Ⅰ位于标准白板架上，标准白板架可以有多种形状，比如外表面为球面，内侧为平面的形状，其和本体组合在一起正好构成球体，或者矩形，等等。所述平面上优选设置有供标准白板Ⅰ滑动的凹槽。当处于反射率测试模式时，标准白板Ⅰ不遮挡输入孔，遮光板遮挡测试孔；当处于透过率测试模式时，标准白板Ⅰ遮挡输入孔，遮光板不遮挡测试孔。优选的，所述输入孔和测试孔的孔径为5～8mm。优选的，所述本体的材料为铝、陶瓷或铜。优选的，所述球形空腔的内壁上涂覆的材料为氧化镁或硫酸钡。本技术所述的积分球系统的测试方法为测试待测样品的反射率，包括两个步骤，先进行背景测试，再进行样品测试：a背景测试：启动电机，使标准白板Ⅰ不遮挡输入孔，遮光板遮挡测试孔，标准白板Ⅱ位于测试孔处，光源装置发出的光经过输入孔，从输出孔射出，计算得到背景参数B＝I1b/I2b，I1b、I2b分别为输出光探测器和输入光探测装置检测得到的光强；b样品测试：样品架内放置样品，启动电机，使样品位于测试孔处，光源装置发出的光经过输入孔，从输出孔射出，计算得到样品的反射率R＝(I1/I2)/B＝(I1/I2)/(I1b/I2b)，I1、I2分别为输出光探测器和输入光探测装置检测得到的光强。本技术所述的积分球系统的测试方法还可以为测试待测样品的透过率，包括两个步骤，先进行背景测试，再进行样品测试：a背景测试：样品架不放置样品，启动电机，使标准白板Ⅰ位于输入孔处，遮光板不遮挡测试孔，样品架位于测试孔处，光源装置发出的光经过测试孔，从输出孔射出，计算得到背景参数B＝I1b/I2b，I1b、I2b分别为输出光探测器和输入光探测装置检测得到的光强；b样品测试：样品架放置样品，启动电机，使样品位于测试孔处，光源装置发出的光经过测试孔，从输出孔射出，计算得到样品的透过率T＝(I1/I2)/B＝(I1/I2)/(I1b/I2b)，I1、I2分别为输出光探测器和输入光探测装置检测得到的光强。本技术的有益效果是：(1)通过设置联动装置和样品架移动装置，可在反射率测试模式和透过率测试模式之间自动快速的切换，无需重新安装样品和调整配置，节约测试时间及成本。(2)通过设置联动装置和样品架移动装置，可使整个装置模块化，方便光路搭建。(3)通过设有斜输入孔的积分球，使得转换测试模式时无需调整样品的角度，节约测试时间。(4)联动装置将导轨Ⅰ和遮光板连接起来，使遮光板与标准白板Ⅰ的动作一致，整个联动装置一体化，可以减少电机数量，设计巧妙合理。(5)标准白板Ⅰ和标准白板Ⅱ均为与积分球装置本体匹配的弧形，弧形面的内壁材质与积分球装置本体的内壁材质相同，标准白板架Ⅰ和标准白板架Ⅱ的材质与积分球装置的基底材料材质相同，弧形面内壁与本体内壁构成完整的球面，这样的结构设计可使在透过率测试模式时，本体内部光线分布更加均匀，有助于提高测试的准确度。(6)本技术中连接输入孔和球形空腔的球心的轴线和水平面的角度为5-80°，优选为10-30°，与角度为0°时相比，由于角度为0°相当于光线垂直入射到样品表面，部分光线会沿着原路返回，导致反射率的测试结果有偏差，特别是对于镜面反射率较高的样品，这种偏差将会相当大，因此测试反射率时，需要光线以一定的角度斜入射到样品表面，而本技术中的积分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种积分球装置，其特征在于，包括本体(4)和标准白板Ⅰ(631)，本体(4)内部设置有球形空腔，还包括设置在本体(4)上的连通外界和球形空腔的输入孔(41)、测试孔(42)以及安装有输出光探测器(5)的输出孔(43)；当积分球装置正常工作，输出孔(43)处于最上端，测试孔(42)处于最右端时，连接输入孔(41)和球形空腔的球心的轴线和水平面的角度为5‑80°。
【技术特征摘要】
1.一种积分球装置，其特征在于，包括本体(4)和标准白板Ⅰ(631)，本体(4)内部设置有球形空腔，还包括设置在本体(4)上的连通外界和球形空腔的输入孔(41)、测试孔(42)以及安装有输出光探测器(5)的输出孔(43)；当积分球装置正常工作，输出孔(43)处于最上端，测试孔(42)处于最右端时，连接输入孔(41)和球形空腔的球心的轴线和水平面的角度为5-80°。2.如权利要求1所述的积分球装置，其特征在于，所述本体(4)的外表面设置有供标准白板Ⅰ(631)滑动的平面，所述输入孔(41)位于上述平面上。3.如权利要求2所述的积分球装置，其特征在于，所述平面上设置有供标准白板Ⅰ(631)滑动的凹槽。4.如权利要求1所述的积分球装置，其特征在于，所述连接输入孔(41)和球形空腔的球心的轴线和水平面的角度为10-30°。5.如权利要求1-4任意一项所述的积分球装置，其特征在于，所述输入孔(41)、测试孔(42)的孔径为5～8mm。6.如权利要求1-4任意一项所述的积分球装置，其特征在于，所述本体(4)的材料为铝、陶瓷或铜。7.如权利要求1-4任意一项所述的积分球装置，其特征在于，所述球形空腔的内壁上涂覆的材料为氧化镁或硫酸钡。8.一种积分球系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的积分球装置，还包括光源...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹勇，叶智文，袁浩，
申请(专利权)人：湖南文理学院，
类型：新型
国别省市：湖南,43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。